李淼量子 博雅小学堂出书啦 | 物理学家李淼《给孩子讲量子力学》独家预售
中山大学天文与空间科学研究院院长及筹建人
著有《超弦史话》《越弱越暗越美丽》
《<三体>中的物理学》等
与博雅小学堂的合作是一件让人惊喜的事,在《给孩子的量子力学》四讲中,我才发现用故事的方式讲物理学不仅可以讲给大学生听,也可以讲给9-12岁的小学生听。
——李淼
一旦孩子的心智大门被打开
就会一发不可收
文
李淼
选自《给孩子讲量子力学》后记
中国人喜欢说人生识字忧患始,当然,这里的忧患可以被“糊涂”或者“好奇”取代。我们每一个人在人生的某个时刻有一个突然而来的好奇心,我的好奇心应该是由文学开始,更具体地说是由小说开始。
我羡慕现代的孩子,在小学时代,就开始关注我们生存其中的这个世界的来龙去脉了,而在我的小学时代,除了金鱼就是鸽子。到了初中时代,开始了文学探险,也无非是唐诗宋词,加上一点当时比较稀缺的小说。
恢复高考的时候,我在高一,数学和物理的基础等于零,就像现在的孩子初入小学,数学和物理基础也等于零。突然来了高考,翻出妈妈学生时代的旧箱子中的教科书,解释物体运动的牛顿定律以及解释飞机飞行的贝努利定律就像阳光一样,照亮了之前对我来说完全未知的世界。
如果不好奇,不去追问,世界的面目就像万事万物对于一个完全懵懂无知的人,本来就是那样,何必去追问和理解?而一旦心智的大门被打开,一个人就会一发不可收。我是这样,上了北京大学的天体物理专业还不够,还要去中国科学技术大学读研究生,进而出国。 在发表了数十篇物理学论文之后我回国了,开始做科普了,才慢慢发现,将自己研究的东西讲给别人听是一件多么愉快的事。 《给孩子讲量子力学》书中内页
开始的时候,我还脱不了自己的专业背景,喜欢用专业名词讲专业的事,于是就有了《超弦史话》。在做科普的同时,我的大多数时间还是用于研究,谁都知道《一个全息暗能量模型》是我的作品,当然是以英文形式发表的。有了这篇论文以及后续论文,我在本领域就算立住脚了。
三年前来到中山大学组建新的学院,我开始向科学管理转型,同时给大学生讲一门课,叫做《人与宇宙的物理学》,这门课是用讲故事的方式将日常的、眼前发生的和遥远发生的不可思议的事情讲给大学生。这门课在中大很有名,以至于一直讲了三年学生还继续要我讲。
同时,我出版了《三体中的物理学》,这本书去年年底到今年年初得了十几项奖,入围了2015年度中国好书52种书,也入围了吴大猷奖。
与博雅小学堂的合作是一件让人惊喜的事,在《给孩子的量子力学》四讲中,我才发现用故事的方式讲物理学不仅可以讲给大学生听,也可以讲给9-12岁的小学生听。 一个微信群可能有点太小了,因为所有人,从孩子到家长在四节课结束的时候都意犹未尽。
我想,像物体为何不会塌缩,花为什么是红的,计算机是怎么工作的,所有这些貌似必须用量子力学理解的高深道理,既然可以讲成孩子可以理解的故事,就不该局限于让五百个孩子知道,应该让更多的孩子和家长知道。
于是,就有了出书的想法。 现在,我被大家叫成科学界的网红,网红本身不是目的,成为网红实现知识共享才是目的。现在,正是知识共享的好时代,将知识变成任何人都可以听得懂的故事和看得懂的书,正是我当下追求的,我希望这本书做到了。
这本书的内容来自 去年3月李淼教授在博雅小学堂 讲授的《给孩子讲量子力学》一课 一起来回顾下 课程的主要内容 第一讲:世界是不确定的 在我们日常经验看来,世界运行是确定的。
其实,真实的世界是不确定的。我们眼中的确定性是大量粒子叠加的结果。如果你将石头仔细分解,一直分解下去,变得只有原子和分子,这个时候,你扔一个原子,没有人能够知道一秒钟后它会在哪里。
有人说,微观世界不确定与我们无关,事实果真如此么? 著名的薛定谔猫和不确定性以及同时在很多地方类似。一只猫可以同时是活的也是死的吗? 《给孩子讲量子力学》书中第1讲内页
第二讲:物质为何不会经常爆炸
没错,很多时候,物质不会自发爆炸的,一只椅子不会突然爆炸了,也不会突然塌缩成一小团物质。当然,炸药被点着了会爆炸,那是特殊情况。
物质不会突然爆炸或突然塌缩很重要,在物理学中,这叫稳定性。假如这个世界不稳定,地球就不会存在,山山水水就不会存在,人类也不会存在。
在物理学中,物质能够稳定地存在,居然与量子力学有关,居然与不确定性有关,同时,还和两个粒子之间力与距离的关系有关。神奇吧?确实很神奇。事实上,物质稳定不仅与量子力学有关,还和空间是三维的有关。如果空间多出一维,像《三体》中写的那样,就不会有地球和人类。
第三讲:量子可以用来干什么? 可以用来做很多事情,例如半导体中的二极管,没有它,就没有电讯工业革命,其实我们的手机中也有量子力学。 很多地方都有量子力学,只是我们看不见。我们会谈到一些虽然我们看不见,却很有用的量子应用的。 《给孩子讲量子力学》书中第3讲内页
第四讲:会有量子计算机吗?
人类大脑是量子的吗?
物理学家对第一个问题的回答是确定的,是,会有。什么时候有?鬼才知道,也许20年后,也许30年后,甚至100年后。
量子计算机能够做什么?这就像你们的妈妈爸爸小时候会问,智能手机能够用来做什么?那时,他们做梦也想不到智能手机可以代替照相机、摄影机、电视机、图书馆、电话,更想不到有微信。
量子计算机是比我们手里的计算机:智能手机更加强大的东西。为什么会更加强大?因为量子计算确实很强大。
那么,人脑是不是很强大?在我看来比一部智能手机强大多了。为什么?我会解释。那么,人脑是量子的吗?这是一个科学家没有共同答案的问题。我们正在研究。我相信人脑是量子的,某种意义上是量子计算机。
